验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律
【教学要求】
1、 理解验证机械能守恒的实验原理、使用器材及实验步骤
2、 掌握多种方法处理数据的方法
3、 会分析误差来源及减少误差的方法
【知识再现】 实验目的
利用自由落体运动验证在只有重力作用情况下的物体机械能守恒． 实验原理
1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的_______保持不变．若物体某时刻的瞬时速度为v ，下落高度为h ，则重力势能的减少量为______，动能的增加量为____________，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律．
2．计算打第n 个点时速度的方法：测出第n 个点与相邻
前后点间的距离x n 和x n ＋1，由公式v n ＝________________
或v n ＝h n ＋1－h n －12T
算出，如图1所示． 实验器材
铁架台(含铁夹)，打点计时器，__________，纸带，复写纸，导线，__________，重物(带纸带夹)． 实验步骤
1．安装、准备：按如图2装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时
器与学生电源连接好．把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过计时器限
位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在________________．
2．打纸带：先__________，后__________，让重物带着纸带自由下落，这样计时
器就在纸带上打下了一系列点，更换纸带重复上述步骤做3～5次实验．
3．选纸带：分两种情况来说明
(1)用12
mv 2＝mgh 来验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm 的纸带．若1、2两点间的距离大于2 mm ，这是由于先释放纸带，后接通电源造成的．这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选．
(2)用12mv 2B －12mv 2A
＝mg Δh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，应选择适当的点作为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm 就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用． 数据处理
在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3、……用刻度尺测出对应下落高度h 1、h 2、h 3、……
利用公式v n ＝h n ＋1－h n －12T
计算出点1、点2、点3、……的瞬时速度v 1、v 2、v 3、…… 用以下三种方法进行验证：
方法一：利用起始点和第n 点计算．代入gh n 和12v 2n ，如果在实验误差允许的条件下gh n ＝12v 2n
，则机械能守恒定律是正确的．
方法二：任取两点计算．
(1)任取两点A 、B 测出h AB ，算出gh AB .
(2)算出12v 2B －12
v 2A 的值． (3)若在实验误差允许的条件下gh AB ＝12v 2B －12
v 2A ，则机械能守恒定律是正确的． 方法三：图象法．从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的下落高度h ，并计算各点
速度的平方v 2，然后以12v 2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据画出12
v 2－h 图线．若在实验误差允许的条件下，图象是一条过原点且斜率为g 的直线，则验证了机械能守恒． 注意事项
1．安装打点计时器时要竖直架稳，使两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力．
2．重物应选用质量大、体积小、密度大的材料．
3．应先接通电源，让打点计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落．
4．纸带长度应选用60 cm 左右为宜，应选用点迹清晰的纸带进行测量．
5．速度不能用v n ＝gt n 或v n ＝2gh n 计算，因为只要认为加速度为g ，机械能当然守恒 即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用v n ＝gt n 计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而实际上因为受摩擦阻力的影响，机械能应减小，所以速度应从纸带上直接测量
计算．同样的道理，重物下落的高度h ，也只能用刻度尺直接测量，而不能用h n ＝12gt 2n 或h n ＝v 2n 2g
计算得到.
【典例分析】
【例1】 用如图3所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V 的交流电和直流电两种．重物从高处由静止开始下落，重物拖着纸
带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律．
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：
A ．按照图示的装置安装器件；
B ．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C ．用天平测量出重物的质量；
D ．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E ．测量打出的纸带上某些点间的距离；
F ．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等增加的动能． 其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤是______．(将其选项对应的字母填在横线处)
(2)利用这个装置也可以测量重物下落的加速度a 的数值．如图4所示，根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A 、B 、C 、D 、E ，测出A 点距起始点O 的距离为x 0，点A 、C 间的距离为x 1，点C 、E 间的距离为x 2，使用交流电的频率为f ，根据这些条件计算重物下落的加速度a ＝__________________.
图4
(3)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重物减小的重力势能总是大于重物增加的动能，其原因主要是重物下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小．若已知当地重力加速度公认的较准确的值是g ，还需要测量的物理量是：______________.试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重物在下落的过程中受到的平均阻力为F ＝______________________________________________.
【例2】 (2011·如皋统考)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m ＝1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图5所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O 为第一个点(速度恰好为零)，每两个计数点之间还有四个点未画出，选连续的3个计数点
A 、
B 、
C 作为测量的点，经测量知道A 、B 、C 各点到O 点的距离分别为50.50 cm 、86.00 cm 、130.50 cm .已知打点计时器每隔0.02 s 打一次点，当地的重力加速度g ＝9.80 m /s 2.
图5
根据以上数据，可计算出打B 点时的速度v B ＝______ m /s ；重物由O 点运动到B 点，重力势能减少了________ J ，动能增加了________ J ．根据所测量的数据，还可以求出物体实际下落的加速度为________ m /s 2，物体在从A 到B 下落的过程中所受到的平均阻力为________ N (计算结果都要保留3位有效数字)，该阻力的来源主要有：
【针对练习】
1．在做验证机械能守恒定律实验时，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是()
A．选用的重物质量过大B．重物质量测量不准
C．空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D．实验时操作不太仔细，实验数据测量不准确
2．右图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁
架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________．
A．米尺B．秒表C．0～12 V的直流电源D．0～12 V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有①_____________________________________
_②_______________________________________________________________________
3．(2010·安徽理综)利用图7所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案．
a．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时
速度v
.b．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝2gh计算出瞬时速度．
c．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的
平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算得出高度h.
d．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬
时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.
以上方案中只有一种正确，正确的是________．(填入相应的字母)
4．在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)某同学用图8所示装置进行实验，得到图9所示的纸带，测出点A、C间的距离为14.77 cm，点C、E间的距离为16.33 cm，已知当地重力加速度为9.8 m/s2，打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，重锤的质量为m＝1.0 kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F f＝______________________________________________________________.
图9
(2)某同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势
能，则出现这一问题的原因可能是________(填序号)．
A．重锤的质量测量错误
B．该同学自编了实验数据
C．交流电源的频率不等于50 Hz
D．重锤下落时受到的阻力过大
5．(全国Ⅰ高考·22)如图10所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，
分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1>m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律．
(1)若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有________．
①物块的质量m1、m2；
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；
③物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间；
④绳子的长度．
(2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：
①绳的质量要轻；
②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；
③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；
④两个物块的质量之差要尽可能小．
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_______________________________
________________________________________________________________________.
(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：______________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
6．某同学利用如图11所示的实验装置验证机械能守恒定律，弧形轨道末端水平，
离地面的高度为H ，将钢球从轨道的不同高度h 处静止释放，钢球的落点距轨道
末端的水平距离为x.
(1)若轨道完全光滑，x 2与h 的理论关系应满足x 2＝________(用H 、h 表示)．
(2)
请在图12
(3)对比实验结果与理论计算得到的x 2－h 关系图
线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛
出的速率________(填“小于”或“大于”)理论值．
7．(2011·珠海模拟)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m ＝1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图13所示．O 为第一个点，A 、B 、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为g ＝9.80 m /s 2，那么：
图13
(1)根据图上所得的数据，应取图中O 点到________点来验证机械能守恒定律；
(2)从O 点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE p ＝________ J ，动能增加量ΔE k ＝________ J (结果取三位有效数字)；
(3)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v 及物体下落的高度h ，
则以v 2
2
为纵轴，以h 为横轴画出的图象是下图中的________．
验证机械能守恒定律实验(吐血整理经典题)
实验：验证机械能守恒定律 1．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是 ( ) A ．重物质量的称量不准会造成较大误差 B ．重物质量选用得大些，有利于减小误差 C ．重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D ．纸带下落和打点不同步不会影响实验 2.用如图所示装置验证机械能守恒定律，由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是( ) A ．重力势能的减少量明显大于动能的增加量 B ．重力势能的减少量明显小于动能的增加量 C ．重力势能的减少量等于动能的增加量 D ．以上几种情况都有可能 3．有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A 、B 、C 、D ，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s 1、s 2、s 3。请你根据下列s 1、s 2、s 3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s 2) ( ) A ．61.0 mm 65.8 mm 70.7 mm B ．41.2 mm 45.1 mm 53. 0mm C ．49.6 mm 53.5 mm 57.3 mm D ．60.5 mm 61.0 mm 60.6 mm
4．如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带．有关尺寸在图中已注明．我们选中n 点来验证机械能守恒定律．下面举一些计算n 点速度的方法，其中正确的是( ) A ．n 点是第n 个点，则v n ＝gnT B ．n 点是第n 个点，则v n ＝g (n －1)T C ．v n ＝s n ＋s n ＋1 2T D ．v n ＝h n ＋1－h n －1 2T 5．某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，查得当地的重力加速度g ＝9.80 m/s 2。测得所用重物的质量为1.00 kg 。 (1)下面叙述中正确的是________。 A ．应该用天平称出重物的质量 B ．可选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2 mm 的纸带来处理数据 C ．操作时应先松开纸带再通电 D ．打点计时器应接在电压为4～6 V 的交流电源上 (2)实验中甲、乙、丙三学生分别用同一装置得到三条点迹清晰的纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.18 cm 、0.19 cm 、0.25 cm ，则可肯定________同学在操作上有错误，错误是________。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A 、B 、C 到第一个点O 间的距离分别为15.55 cm 、19.20 cm 和23.23 cm 。则当打点计时器打点B 时重物的瞬时速度v ＝________ m/s ；重物由O 到B 过程中，重力势能减少了________J ，动能增加了________J(保留3位有效数字)， 6．在“验证机械能守恒定律”的实验中，图(甲)是打点计时器打出的一条纸带，选取
实验验证机械能守恒定律教案设计
物理实验教学设计（三维五环教学模式）验证机械能守恒定律 黑龙江双鸭山市田家炳中学 张娇月
实验:验证机械能守恒定律 【教学目标】 知识与技能 1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。 2、掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 3、通过学生的独立思考解决实验中遇到的问题，以及对实验数据的处理。 过程与方法 通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。 培养学生合作探究的精神。 情感、态度与价值观 通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，合作能力，独立思考的能力，发现问题、解决问题的能力。 【教学重点】 1、掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 2、引导学生主动思考，培养学生合作探究的能力。 【教学难点】 1、如何设计验证机械能守恒定律的实验 2、实验数据误差分析及如何减小实验误差的方法 【自主学习】 1、机械能守恒定律的内容是。 2、能否设计一个验证机械能守恒定律的实验过程？ 3、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。 4、如何求出A点的瞬时速度v A？ 5、如何确定重物下落的高度？ 6、怎样分析得到的实验数据？ 【合作研学】
1、 实验的设计思想？实验中需要哪些器材？ 2、 本实验实验步骤有哪些？ 3、 实验中有哪些注意事项？ 4、 哪些环节会对实验数据产生影响？ 教学过程： 教师活动： 1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。 在图1中，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地作零重力势能面，下落 过程中任意两点A 和B 的机械能分别为： E A =A A mgh mv +221， E B =B B mgh mv +22 1 如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守 恒，于是有 E A =E B ，即 A A mgh mv +221= B B mgh mv +22 1 上式亦可写成B A A B mgh mgh mv mv -=-222121 该式左边表示物体由A 到B 过程中动能的增加，右 边表示物体由A 到B 过程中重力势能的减少。等式 说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下 落的O 点至任意一点（如图1中A 点）来进行研究，这时应有： mgh mv A =22 1----本实验要验证的表达式，式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，v A 是物体在A 点的瞬时速 度。 2、如何求出A 点的瞬时速度v A ？ 根据做匀加速运动的物体在某一段时 间t 内的平均速度等于该时间中间时刻 的瞬时速度可求出A 点的瞬时速度v A 。 图2是竖直纸带由下而上实际打点后 的情况。从O 点开始依次取点1，2， 3，……图中s 1，s 2，s 3，……分别为0～ 2点，1～3点，2～4点…… 各段间的 1 2 3 4 s 1 s 2 s 3 h 2 h 3 h 4
重点高中物理实验六验证机械能守恒定律
重点高中物理实验六验证机械能守恒定律
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图1 图2 实验—— 验证机械能守恒定律 一、实验目的 通过实验验证机械能守恒定律． 二、实验原理 如图1所示，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地面作为零重 力势能面，如果忽略空气阻力，下落过程中任意两点A 和B 的机械 能守恒 即12m v 2A ＋mgh A ＝12m v 2B ＋mgh B 上式亦可写成12m v 2B －12m v 2A ＝mgh A －mgh B . 等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加．为了方便，可以直接 从开始下落的O 点至任意一点(如图1中A 点)来进行研究，这时应有：12m v 2A ＝ mgh ，即为本 实验要验证的表达式，式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，v A 是物体在 A 点的瞬时速度． 三、实验器材 打点计时器，低压交流电源，带有铁夹的铁架台，纸带，复写纸，带夹子的重 物，刻度尺，导线两根． 四、实验步骤 1．安装置：按图2将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁 架台上，接好电路． 2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器 的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落． 更换纸带重复做3～5次实验． 3．选纸带：分两种情况说明 (1)用12m v 2n ＝mgh n 验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离略小于或接近2 mm 的纸带． (2)用12m v 2B －12m v 2A ＝mg Δh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适 当的点为基准点，只要后面的点迹清晰就可选用． 五、数据处理 方法一：利用起始点和第n 点计算 代入mgh n 和12m v 2n ，如果在实验误差允许的条件下，mgh n 和12m v 2n 相等，则验证了 机械能守恒定律．
验证机械能守恒定律习题(含答案)
验证机械能守恒定律习题（含答案） 1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有( ) A ．用天平称出重物的质量 B ．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来 C ．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度 D ．接通电源，待打点稳定后释放纸带 E ．用秒表测出重物下落的时间 解析：在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh 和动能增加量12m v 2之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh ＝12 m v 2成立，两边都有质量，可约去，即验证gh ＝12 v 2成立即可，故无需测质量，A 选项多余．对E 选项，测速度时，用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此E 选项也多余． 答案：AE 2．(安徽高考)利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要 测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v 和下落高度h .某班同 学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案： a ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并测出下落时间t ，通过v ＝gt 计算出瞬时速度v . b ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并通过v ＝2gh 计算出瞬时速 度v . c ．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速 度，测算出瞬时速度v ，并通过h ＝v 2 2g 计算出高度h . d ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v . 以上方案中只有一种正确，正确的是__________．(填入相应的字母)
实验验证机械能守恒定律
实验验证机械能守恒定律 ★新课标要求 （一）知识与技能 1、会用打点计时器打下的纸带运算物体运动的速度。 2、把握验证机械能守恒定律的实验原理。 （二）过程与方法 通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。 （三）情感、态度与价值观 通过实验验证，体会学习的欢乐，激发学习的爱好；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯独标准”的科学观。培养学生的观看和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。 ★教学重点 把握验证机械能守恒定律的实验原理。 ★教学难点 验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。 ★教学方法 教师启发、引导，学生自主设计实验方案，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。 ★教学工具 重物、电磁打点计时器以及纸带，复写纸片，低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。 ★教学过程 （一）课前预备 教师活动：课前布置学生预习本节实验。下发预习提纲，重点复习下面的三个咨询题： 1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。 在图1中，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地作零重力势能面，下落 过程中任意两点A 和B 的机械能分不为： E A =A A mgh mv +221， E B =B B mgh mv +22 1 假如忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守 恒，因此有 E A =E B ，即 A A mgh mv +221= B B mgh mv +22 1 上式亦可写成B A A B mgh mgh mv mv -=-222121 该式左边表示物体由A 到B 过程中动能的增加，右 边表示物体由A 到B 过程中重力势能的减少。等式
高中物理实验验证机械能守恒定律
实验:验证机械能守恒定律 【知能准备】 1.实验目的：验证机械能守恒定律 2.实验原理： 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总的机 械能守恒。设某时刻物体的瞬时速度为V ，下落高度为h ，则有：mgh ＝mv 2/2 。故可利用打 点计时器测出重物下落时某时刻的瞬时速度及下落的高度，即可验证机械能是否守恒。 3.实验器材： 打点计时器、刻度尺 、 电源、纸带、复写纸片、重物、带有铁夹台、导线两根 4.实验步骤： （1）如图2-9-1所示，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器； ⑵用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点。 ⑶更换纸带,用同样的方法再打几条以备选用. ⑷从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm 且点迹清楚的低带进行测量，测出一系列各计数点到第一个点的距离d 1、d 2，据公式Vn T d d n n 211-+-= ，计算物体在打下点1、2……时的即时速度v 1、v 2……，计算相应的动能的增加值。 ⑸用刻度尺测量纸带从点O 到点1、2……之间的距离h 1、h 2……，计算出相应减少的重力势能。 ⑹计算各点对应的势能减少量mgh ，以及增加的动能mv 2/2，并进行比较。 【同步导学】 1.原理理解： ⑴因为打点计时器每隔0.02 s 打点一次，在最初的0.02 s 内物体下落距离应为0.002 m ，所以应从几条纸带中尽量挑选点迹清晰呈一直线且第一、二点间接近2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点应该是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t =0.02 s. ⑵因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m ，而只需验证n n gh v =22 1就行了。 例1:在验证机械能守恒定律的实验中，得到了一条如图2-9-2所示的纸带，纸带上的点记录了物体在不同时刻的位置，当打点计时器打点4时，物体的动能增加的表达式为△E k = 物体重力势能减小的表达式为 △E P = ，实验中是通过比较 来验证机械能守恒定律的（设交流电周期为T ）。 解答：△E k =2153()22D D m T -； △E P =mgD 4 ；2153()22D D T -与 gD 4是否相等 例2:关于验证机械能守恒定律的下列说法中正确的是： 2-9-1 2-9-2
2.6实验3单摆验证机械能守恒定律
实验3 单摆验证机械能守恒定律 【实验目的】 验证机械能守恒定律。 【实验器材】 铁架台、细线（长约0.5m）、小钢球、画有等高标记线的背景板、光电门传感器、数据采集器、计算机。 实验装置图如图所示。 【实验原理】 物体在摆动过程中的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒。设物体自高为h处释放，摆至最低点时的速度为v，则mgh= 。利用光电门测出物体在最低点的速度，即可验证机械能是否守恒。 【实验设计与步骤】 在图所示的背景板上摆球运动过程中的最低点处固定一光电门，仔细调整光电门的高低位置，使得摆球通过光电门时恰好摆球中心水平直径挡光，即挡光长度为摆球d，在数字计时器上读出挡光时间t，可计算出摆球通过光电门时的速度为v= ，求出动能E ；测出摆球释放点距摆球运动过程中最低点的垂直距h，以最低点为参考平面，分别计算两侧最高点的重力势能E ，比较E 和E 是否相等，验证机械能守恒。 1.在图所示的背景板上摆球运动过程中的最低点处固定一光电门，仔细调整光电门 的高低位置，使得摆球通过光电门时摆球中心水平直径恰好挡光。 2.把小钢球用细线悬挂起来，把小球依此拉到宝鸡县A、B、C、D点处释放，并分别 记录摆球释放点距离摆球运动过程中最低点的垂直距离h。 3.分别记录上述四种情况下摆球通过最低点时的速度v。
【实验数据记录与分析】 参考实验数据及处理结果见表. 表 m=0.028kg，g=9.8m/s ，d=1.91cm 结论：在误差允许的范围内机械能守恒。 【问题与讨论】 1、小球摆动过程中的能量是如何转化的 答：小球在向下摆动的过程中重能势能转化为动能，向上摆动的过程中动能转化为重力势能。 2、小球摆动过程中机械能会不会变化 答：小球摆动过程中机械能保持不变。 3、小球所受到各个力做功的情况如何 答：小球在向下摆动的过程中重力做正功，在向上摆动的过程中重力做负功，整个过程中拉力不做功。
验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律 一、实验题： 本大题共20小题， 第1小题为2分； 从第2小题到第4小题每题3分 小计9分； 第5小题为4分； 从第6小题到第7小题每题5分小计10分； 从第8小题到第11小题每题6分 小计24分； 第12小题为7分； 从第13小题到第14小题每题8分 小计16分； 从第15小题到第17小题每题9分 小计27分； 第18小题为10分； 第19小题为12分； 第20小题为14分； 共计135分。 1、在《验证机械能守恒定律》的实验中，需直接测量的物理量 是 [ ] A．重物的质量 B．重力加速度 C．重物下落的高度 D．与下落高度对应的重物的瞬时速度 2、使用下图所示装置作“验证机械能守恒定律”的实验，除了图中已画出的器材以外，下面所列各项器材哪些是必须的? [ ] A．低压交流电源 B．低压直流电源 C．天平和砝码 D．刻度尺 3、在《验证机械能守恒定律》的实验中，下列操作正确的是 [ ] A．先释放重物，后接通电源 B．用秒表测量重物下落的时间 C．打完一条纸带后，立即切断电源 D．每打完一条纸带，活动复写纸位置 4、在验证机械能守恒定律的实验中，如下哪些措施是必要的 [ ] A．打出几条纸带，从中选出打下的第1、2两点间距离接近2mm的纸带备用 B．重锤的质量应尽可能大些
C．实验中必须用天平测出重锤的质量 D．实验中必须先从纸带上求出重力加速度g，用以计算重锤重力势能的减少量 5、做验证机械能守恒定律实验，实验原理是：重物自由落下，其动能增量等于势能减少量，即 (1)实验时，要从几条打点纸带中，选第1、2点的距离接近 _________mm的一条纸带进行测量，以保证是在开始打点的瞬间释放的纸带。 (2)除打点计时器以外，实验的测量工具还有____________________。 6、在验证机械能守恒定律的实验中要用到的器材和测量仪器有 ________． A．打点计时器 B．低压交流电源 C．秒表 D．重锤E．铁架台和复夹 F．纸带 G．刻度尺 H．天平 7、在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重锤重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有 [ ] A．用天平称出重锤的质量 B．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来 C．把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定高度 D．接通电源，释放纸带 E．用秒表测出重锤下落的时间 8、“验证机械能守恒定律”的实验，是研究自由下落物体的机械能守恒，即重力势能的________等于动能的________．实验时，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器，先用手提着________，使重物静止在________打点计时器的地方，然后接通________，松开纸带，让重物________，计时器就在纸带上打下一系列小点． 9、在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，所用电源 为50Hz的低压交流电源． ①下列二条打点纸带应选用（用字母表示）___________________． ②如不从起点0开始验证，而从点2和点4之间进行验证，则应该测量的物理量为_______验证的方程为（用测量值表示）_______________．
验证机械能守恒定律实验报告
验证机械能守恒定律 [实验目的] 验证机械能守恒定律。 [实验原理] 当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v ，下落高度为h ，则应有：2 1mg m 2 h v = 。借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h 和该时刻的瞬时速度v ，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图1所示。 测定第n 点的瞬时速度的方法是： T 2h -h 1 -n 1n n ?= +v [实验器材] 铁架台(带铁夹)、打点计时器、学生电源、导线、带铁夹的重锤、纸带、米尺。 [实验步骤] 1．按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。 2．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。 3．接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。 4．重复几次，得到3～5条打好点的纸带。 5．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm ，且点迹清晰的 一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h 1 、h 2、h 3……。 6．应用公式T 2h -h 1 -n 1n n ?= +v 计算各点对应的即时速度v 1、v 2、v 3……。 7．计算各点对应的势能减少量mgh n 和动能的增加量 mv n 2/2,进行比较。 [注意事项] 1、打点计时器的两限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦阻力。 2、实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后再松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的点. 3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间接运2 mm 的纸带. 4、打点计时器必须接50 Hz 交流低压电源. 图1 图2
实验 验证机械能守恒定律教案
实验:验证机械能守恒定律 ★新课标要求 （一）知识与技能 1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。 2、掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 （二）过程与方法 通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。 （三）情感、态度与价值观 通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。 ★教学重点 掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 ★教学难点 验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。 ★教学方法 教师启发、引导，学生自主设计实验方案，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。 ★教学工具 重物、电磁打点计时器以及纸带，复写纸片，低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。 ★教学过程 （一）课前准备 教师活动：课前布置学生预习本节实验。下发预习提纲，重点复习下面的三个问题： 1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。 在图1中，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地作零重力势能面，下落 过程中任意两点A 和B 的机械能分别为： E A =A A mgh mv +221， E B =B B mgh mv +22 1 如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有 E A =E B ，即A A mgh mv +221=B B mgh mv +22 1 上式亦可写成B A A B mgh mgh mv mv -=-222121 该式左边表示物体由A 到B 过程中动能的增加，右边表示 物体由A 到B 过程中重力势能的减少。等式说明，物体重 力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始 下落的O 点至任意一点（如图1中A 点）来进行研究，这时应有：mgh mv A =22 1----本实验要验证的表达式，式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，v A 是物体在A 点的瞬时 速度。 2、如何求出A 点的瞬时速度v A ？ 根据做匀加速运动的物体在某一段时间t 内的平均速度等 于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A 点的瞬时速度v A 。 图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O 点开始
验证机械能守恒定律实验问题归纳
一. 教学内容：验证机械能守恒定律实验问题归纳 二. 学习目标： 1、掌握机械能守恒定律的实验原理、实验步骤及误差分析。 2、深刻理解验证机械能守恒定律实验所涉及的习题类型及相关解法。 三. 考点地位： 机械能守恒定律是高中阶段实验问题的重点内容，从近几年高考试题实验题出题的特点来看，表现为一电学实验和一个非电学实验的组合，验证机械能守恒定律的实验是我们备考非电学实验的重点内容。 四. 知识体系： 1、实验目的： 验证机械能守恒定律。 2、实验原理 通过实验，分别求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增 加量。若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律： （3）从打出的几条纸带中挑选第一、二点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、
2、3、4……，并量出各点到O点的距离，计算相应的重力势 能减少量 （4）测出一系列计数点到第一个点的距离，根据公式。 （5）比较是否相等。 5、实验结论 在重力作用下，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒。 即当，或一定稍小于势能的减少量例1. 在验证机械能守恒定律的实验中 （1）从下列器材中选出实验所必需的，其编号为____________。 A. 打点计时器（包括纸带）； B. 重物； C. 天平； D. 毫米刻度尺； E. 秒表； F. 运动小车 （2）打点计时器的安装放置要求为___________；开始打点计时的时候，应先_________，然后____________。 （3）实验中产生系统误差的原因主要是_________，使重物获得的动能往往 __________。为减小误差，悬挂在纸带下的重物应选择____________。 （4）如果以图线是_________，该线的斜率等于____________。
实验报告6《验证机械能守恒定律》
锤物 打点计时器 纸 带 铁架台 铁夹 接电源源 · 实验名称 验证机械能守恒定律 实验目的 学会利用____________________ 验证机械能守恒定律的实验方法和技能。 实 验 人 指导教师 日 期 实验器材 打点计时器、学生电源、铁架台、纸带、复写纸、刻度尺、导线、重锤等 实验原理 在物体自由下落的过程中，当只有重力对物体做功时，机械能守恒，即重力势能的减少量等于动能的增加量.利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h ，计算出瞬时速度υ，便可验证物体重力势能的减少量________与物体的动能增加量________________和________________是否 相等，即验证g h n 是否等于v n 2 /2。 实验步骤 1、将打点计时器固定在铁架台上，连接好电源。 2、将纸带的一端连接在重锤上，另一端穿过计 时器的 限位孔并使重物靠近计时器。 3、打开电源，________________，释放重锤， 取下纸带。 4、重复以上步骤，打出3条纸带。 5、选出第一个点和第二点之间的距离接近 2mm 、 点迹清晰一条的纸带。 6、根据纸带分析处理数据，得出实验结论。 7、整理试验仪器 。 数据处理 纸带粘贴处 实验结论 在误差允许的范围内，做自由落体运动的物体在下落过程中___________和_________相等，即机械能守恒。 误差分析 由于重物和纸带在下落过程中要克服阻力(主要是打点纸带所受的阻力)做 功，所以势能的减小量△E p 稍________（填“大于”或“小于”）动能的增 加量△E k . 注意事项 教师评语
实验验证机械能守恒定律教学设计
《实验：验证机械能守恒定律》教学设计设计思想 高三教学中，以往比较重视实验结果，而轻视过程，针对学生背实验，记实验现状；在新课程三维目标教学理念的指导下，我将突破以教师为中心，开展以学生实验为中心，以教师引导、小组合作为主要方式的实验探究。实验教学注重学生学习过程的体验。培养学生善于提出实验需要研究的问题，尝试对物理实验结果进行预测判断，主动思考解决问题的办法，灵活地应用物理学的思想与方法有效地解决问题，能正确地表述实验结果，并对实验数据和结果进行科学地分析和评估。 教材分析 机械能守恒定律在物理学理论和应用方面十分重要，是高中物理的重点内容，为今后学习动量守恒、电荷守恒等守恒定律打下基础，起到了承上启下的作用。但这种思想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。本节内容安排在学习机械能守恒定律之后，目的是为了使学生在理论上对机械能守恒定律有所了解的基础上，通过实验测量及对实验数据的分析处理，对机械能守恒定律及条件有深刻的认识。 学情分析 学生已经掌握了动能、重力势能等概念以及动能定理、机械能守恒定律等定理、定律；知道功是能量转换的量度以及机械能守恒的条件。学生已具备一定的实验操作技能，会用打点计时器等实验仪器。具备一定的数据处理能力。因此，在本节的教学中，应注意知识的深化和科学研究方法、情感态度的教育，避免知识的简单重复和没有新意。 教学目标： （一）知识与技能 1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。 2、掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 （二）过程与方法 通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。 （三）情感、态度与价值观 通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。 教学重点： 掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 教学难点： 验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。
验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律 1、原理：mgh=12 mv 2 2、误差分析：△E P ＞△E k ，由于要克服纸带与打点计时器之间 的摩擦力及空气阻力做功。 3、数据处理：（1）作12 v 2—h 图像，图像斜率表示重力加速度g （2）通过纸带测量h ，并算出v ，验证mgh=12 mv 2 4、注意事项： （1）实验器材：打点计时器（电磁10V 以下交流，电火花220V 交流）、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、导线若干（不需要秒表，因为打点计时器本身就是计时仪器；不需要天平测质量，因为等式两边的m 可以约掉） （2）实验前装置中纸带要竖直放置穿过限位孔，且重物靠近打点计时器 （3）重物选择体积小密度大的物体（如重锤） （4）实验时先接通电源，后释放纸带 （5）取1、2两点间距接近2mm 的纸带测量（h=1/2gt 2=1/2×10×0.022=0.002m=2mm ，说明阻力小，接近于自由落体） （6）实验结论：在实验误差允许的范围内机械能守恒 （7）误差分析：△E P ＞△E k ，由于要克服纸带与打点计时器之间的摩擦力及空气阻力做功 △E P ＜△E k ，计时起点的速度不为零（比如先释放纸带，再接通电源） （8）数据处理：若纸带初始一段不清晰，可以从点迹清晰处开始取一段研究，则原理式变 为mg △h=12mv 22—12 mv 12 （9）注意有效数字（保留X 位有效数字；保留X 位小数） 1、如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置． （1）若已知打点计时器的电源频率为50 Hz ，当地的重力加速度取g ＝9.80 m/s 2，重物质量为0.2 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，打P 点时，重物的速度为零，A 、B 、
实验六验证机械能守恒定律 知识点总结与典例(最新)
实验:验证机械能守恒定律 知识点总结与典例 【知识点梳理】 【实验目的】 利用自由落体运动验证只有重力作用下的物体机械能守恒． 【实验原理】 1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变．若 物体某时刻瞬时速度为v ，下落高度为h ，则重力势能的减少量为mgh ，动能的增加量为12 mv 2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律． 2．计算打第n 个点速度的方法：测出第n 个点与相邻前后点间的距离x n 和x n ＋1，由公式v n ＝x n ＋x n ＋12T 或v n ＝h n ＋1－h n －12T 算出，如图所示． 【实验器材】 铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)． 【实验步骤】 1．安装置：按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路．
2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3～5次实验． 3．选纸带：分两种情况说明 (1)用12mv 2n ＝mgh n 验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm 的纸带．若1、2两点间的距离大于2 mm ，这是由于先释放纸带，后接通电源造成的．这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选． (2)用12mv 2B －12 mv 2A ＝mg Δh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm 就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用． 【数据处理】 方法一：利用起始点和第n 点计算． 代入gh n 和12v 2n ，如果在实验误差允许的情况下，gh n ＝12v 2n ，则验证了机械能守恒定律． 方法二：任取两点计算． (1)任取两点A 、B ，测出h AB ，算出gh AB ； (2)算出12v 2B －12 v 2A 的值； (3)在实验误差允许的情况下，若gh AB ＝12v 2B －12 v 2A ，则验证了机械能守恒定律． 方法三：图象法． 从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h ，并计算各点速度的二次方v 2，然后以12 v 2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据绘出12 v 2－h 图线．若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g
验证机械能守恒定律实验总结
验证机械能守恒定律 1.实验目的 学会用打点计时器验证机械能守恒定律的实验方法和技能 2.实验原理 在物体自由下落的过程中，只有重力对物体做功，遵守机械能守恒定律，即重力势能的减少量等于动能的增加量。 在实验误差范围内验证221mv mgh =（必须初速度为零） 或 21222 121mv mv mgh -= （v1≠0） 测定第n 点的瞬时速度的方法是：测出第n 点的相邻前、后两段相等时间T 内下落的距离s n 和s n+1，由公式 v n = T 2s s 1n n ++，或由v n =T d d n n 211-+-算出，如图所示。(注意单位用国际单位，看清计数点还是计时点，注意有无有效数字的要求) 3．实验器材 铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸片、直尺、导线、低压交流电源 4.实验步骤 （1）按右上图装置把打点计时器固定在支架上，并将打点计时器接在4～6V 的交流电源上. （如果用电火花打点计时器电压：220v 交流电） （2）将大约0.5 m 长的纸带用小夹子固定在重锤上后穿过打点计时器，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近． （3）先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点. （4）换上新的纸带，重做几次上面的实验. 5．注意事项 (1) 安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩 擦阻力． (2) 实验时，必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源：让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是一个清晰的点． (3) 测量高度h 时，应从起始点算起，为减小h 的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，纸带不宜过长，有效长度可60～80 cm ． (4) 因为是通过比较mv 2/2和mgh 是否相等验证机械能是否守恒，故不需要测量重锤的质量． 如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。 （5）本实验中因重物和纸带在下落的过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔE k 一定略小于重力势能的减少量，这是不可避免的，属于系统误差. （6）不用测量g,直接用g=9.8m/s 2 （7）我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。 （8）选计数点时，相邻计数点间的距离要尽可能拉得开些，使求得的速度误差小些。
验证机械能守恒定律习题(含答案)
验证机械能守恒定律习题（含答案） 1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证的是重物重力势能的减少等于它动能的增加，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有( ) A ．用天平称出重物的质量 B ．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来 C ．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度 D ．接通电源，待打点稳定后释放纸带 E ．用秒表测出重物下落的时间 解析：在“验证机械能守恒定律”的实验中，需验证重力势能减少量mgh 和动能增加量1 2m v 2之间的大小关系，若机械能守恒，则有mgh ＝12 m v 2成立，两边都有质量，可约去，即验证gh ＝12 v 2成立即可，故无需测质量，A 选项多余．对E 选项，测速度时，用的是纸带上的记录点间的距离和打点计时器打点的时间间隔，无需用秒表测量，因此E 选项也多余． 答案：AE 2．(安徽高考)利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需 要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v 和下落高度h .某 班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案： a ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并测出下落时间t ，通过v ＝gt 计算出瞬时速度v . b ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，并通过v ＝ 2gh 计算出瞬时 速度v . c ．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v ，并通过h ＝v22g 计算出高度h . d ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，
2018高考物理一轮复习第5章机械能及其守恒定律实验6验证机械能守恒定律教师用书
实验六 验证机械能守恒定律 一、实验目的 验证机械能守恒定律． 二、实验器材 铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)． 考点一| 实验原理与操作 [母题] 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50 Hz ，依 次打出的点为0,1,2,3,4…n .则： 图实-6-1 (1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为_______________、___________________、_________________，必须计算出的物理量为_____________、 ________________，验证的表达式为___________． (2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是________．(填写步骤前面的字母) A ．将打点计时器竖直安装在铁架台上 B ．先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落 C ．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验 D ．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带 E ．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h 1，h 2，h 3，…h n ，计算出对应的瞬时 速度v 1 ，v 2 ，v 3 ， (v) n F ．分别算出12 mv 2n 和mgh n ，在实验误差范围内看是否相等 【解析】 (1)要验证从第2点到第6点之间的纸带对应重物的运动过程中机械能守恒，应测出第2点到第6点的距离h 26，要计算第2点和第6点的速度v 2和v 6，必须测出第1点到第3点之间的距离h 13和第5点到第7点之间的距离h 57，机械能守恒的表达式为mgh 26＝12 mv 26 －12 mv 2. (2)实验操作顺序为ADBCEF. 【答案】 (1)第2点到第6点之间的距离h 26 第1点到第3点之间的距离h 13 第5点到第7点之间的距离h 57 第2点的瞬时速度v 2 第6点的瞬时速度v 6
验证机械能守恒定律实验(吐血整理经典题)
实验：验证机械能守恒定律 1 ?下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是 ( A ?重物质量的称量不准会造成较大误差 B. 重物质量选用得大些，有利于减小误差 C ?重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D ?纸带下落和打点不同步不会影响实验 2?用如图所示装置验证机械能守恒定律，由于 电火花计时器两限位孔不在同一 竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是 ( ) A ?重力势能的减少量明显大于动能的增加量 B. 重力势能的减少量明显小于动能的增加量 C ?重力势能的减少量等于动能的增加量 D ?以上几种情况都有可能 3?有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A 、B 、C 、D ，其中一条是做“验证机 械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点, 用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为 S 1、S 2、S 3。请你根据下列S 1、S 2、S 3的测量结果确定该纸带为 (已知当地的重力加速度为 9.791 m/S 2) ( ) A . 61.0 mm 65.8 mm 70.7 mm B . 41.2 mm 45.1 mm 53. 0mm C . 49.6 mm 53.5 mm 57.3 mm D . 60.5 mm 61.0 mm 60.6 mm 4. 如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带?有关尺寸在图中已注明?我们选中 5. 某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz ，查得当地的重力加速度g = 9.80 m/S 2。测得所用重物的质量为1.00 kg 。 (1) 下面叙述中正确的是 ________ 。 A .应该用天平称出重物的质量 B. 可选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近 2 mm 的纸带来处理数据 n 点来验证机械能守恒定律?下面举一些计算 A. n 点是第n 个点，则V n = gnT B. n 点是第n 个点，则V n = g(n — 1)T n 点速度的方法，其中正确的是( ) C. V n = S n + S n + 1 2T D ? V n = h n + 1 — h n — 1 2T
实验：验证机械能守恒定律-教案
实验：验证机械能守恒定律 【教学目标】 1．理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的物理量。 2．知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。 3．能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出实验结论。 4．能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。 【教学重点】 验证机械能守恒定律的实验原理。 【教学难点】 验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。 【教学方法】 探究、讲授、讨论、学生分组实验、练习。 【教学过程】 上节课我们学习了机械能守恒定律，掌握了机械能守恒定律的条件和公式。这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定律。 一、实验介绍 1．实验目的：验证机械能守恒定律。 2．实验原理：本实验验证极其简单情形下的机械能守恒──自由落体运动（参考案例1和参考案例2同属于验证机械能守恒，本实验选取其中之一——参考案例1作分析，参考案例2依此类推）。而且，针对的是及其特殊的过程──从释放点到某位置。 计量重力势能的改变时，只要测量出过程越过的高度，结合当地的重力加速度即可。计量动能改变时，启用了打点计时器──根据打出的纸带求末状态的瞬时速度（依据“匀变速运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度”）。 二、实验步骤 1．按图安装实验器材，电源接学生电源，并将输出电压调至4~6V交流。接通电源前，用手提升纸带至重物靠近打点计时器处。
图1 2．先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。关闭电源，取下纸带备用。 3．重复步骤2次，打出3条纸带。 4．取点迹清晰，且第一、二点距离接近2mm 的纸带进行测量。在纸带上任取几个连续的点（或间隔点数相同的点）A 、B 、C ……，如下图所示。 图2 5．验证A 点到C 点过程机械能守恒的方程：根据做匀加速直线运动的物体在某一段时 间t 内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出B 点的瞬时速度。根据公式t s v =B v ，可求出B 点的瞬时速度。依此类推可求出点A 、C ……处的瞬时速度v A 、B AC v v =平均v C ……。计算物体在选定位置上动能与势能是否满足机械能守恒定律 （为第一点到验证点的距离）。2222111122 mv mgh mv mgh +=+h 6．拆下器材，放回原处。 三、数据处理&分析 依据刚才的实验，我们采集整理以下信息： 各计数点 A B C D E F 下落高度 速度 势能 动能 结论